引言
在现代电子设备中，单片机（Microcontroller）起着非常重要的作用。作为一个集成电路芯片，它集成了处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM等）、输入输出接口（IO），以及各种外设，使得它成为构建各种电子设备的核心。而其中，ADC（Analog-to-Digital Converter）和DAC（Digital-to-Analog Converter）是单片机中常见且重要的数字电路。
ADC原理和数据转换
ADC是一种将模拟信号转换为数字信号的装置或电路。它可以将从传感器等模拟输入源收集到的连续的信号转换为数字信号，以供单片机进行处理。
工作原理
ADC的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：
- 采样（Sampling）：ADC以一定的频率对输入模拟信号进行采样，即将连续的模拟信号离散化为一个个离散的样本。
- 量化（Quantization）：根据采样所得到的离散样本，ADC使用一定的分辨率对每个样本进行量化，将其表示为一个数字值。
- 编码（Encoding）：ADC根据量化的结果，使用编码技术将数字值转换为二进制数值。
- 串行输出（Serial Output）：ADC将编码后的二进制数值按照一定的顺序输出给单片机进行处理。
数据转换
数据转换是指将模拟信号转换为数字信号，也即是ADC的核心功能。数据转换的精度通常通过分辨率（Resolution）、采样率（Sampling Rate）等指标来衡量。
分辨率指的是ADC能够将模拟信号分成多少个离散级别，可以用比特数来表示，比如8位、10位、12位等，在8位ADC中，可以将模拟信号转换为2^8=256个离散级别。分辨率越高，数字化的信号越接近模拟信号，精度越高。
采样率指的是ADC每秒钟采集的样本个数，通常以赫兹（Hz）表示。较高的采样率可以更准确地表示信号的高频成分，但也增加了数据传输和处理的负担。
DAC原理和数据转换
DAC是一种将数字信号转换为模拟信号的装置或电路。它是ADC的逆过程，将由单片机处理的数字信号转换为与模拟输入源匹配的连续模拟信号。
工作原理
DAC的工作过程可以简要概括如下：
- 解码（Decoding）：DAC接收来自单片机的二进制数字信号。
- 数字量化（Digital Quantization）：将数字信号转换为对应的模拟电压值。
- 保持（Holding）：将转换后的模拟电压值保持在电容器中，以便输出稳定的模拟信号。
- 缓冲（Buffering）：将保持的模拟电压值通过电流放大器进行放大，以驱动输出端负载。
数据转换
DAC转换的精度通常也通过分辨率来衡量，同样以比特数表示。DAC的分辨率越高，输出的模拟信号越精确。
值得注意的是，由于单片机一般为数字设备，其输出信号一般是脉冲式的，因此需要将数字信号进行滤波去除高频噪声，并通过采样定理进行抽样保持。
结论
ADC和DAC是单片机中重要的数字转换电路，对于将模拟信号转换为数字信号或数字信号转换为模拟信号具有重要意义。在实际应用中，根据所需的精度和采样要求，选择合适的ADC和DAC是至关重要的。
随着单片机技术的不断进步，ADC和DAC的精度和性能也不断提升，这为我们设计更高质量、更精确的电子设备提供了更好的基础和保障。
以上就是对单片机中ADC/DAC原理和数据转换的一些内容的介绍，希望对读者有所帮助。感谢阅读！
本文来自极简博客，作者：深海里的光，转载请注明原文链接：单片机中的ADC/DAC原理
